JP2007179775A - 携帯電子機器、電池パック及び携帯電子機器の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者に違和感を与えることなく温度上昇による不良の発生を抑止する。
【解決手段】本体２０を構成する筐体２１内に、駆動に伴って発熱する発熱部品６１を有すると共に、上記本体２０を構成する筐体２１に着脱可能に設けられ、かつ上記本体２０を構成する筐体２１に装着したときに上記発熱部品６１へ電力を供給するための電池３５を備えた電池パック３０とを有する携帯電子機器であって、上記電池パック３０には、該電池パック３０を構成する筐体３１内に内部空間を有すると共に、該内部空間に放熱面３が露出し、上記発熱部品６１からの熱を放熱するための放熱部材１を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電子機器、電池パック及び携帯電子機器の制御方法に関するものであり、特に携帯電子機器の筐体内に発熱部品を備えるものに関する。

携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔｅｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の電子機器は、近年、益々の高機能化の一途を辿っており、これに伴い、筐体に内設される電子部品の発熱量も増大している。例えば、近年、携帯電話機にアナログテレビ放送や地上波デジタル放送等を受信可能な受信モジュールを備えることが提案されている。そして、これらの放送を長時間受信していると受信モジュールからの発熱量が多くなり、筐体の温度が上昇する。このように筐体の温度が上昇すると、使用者が筐体の温度上昇を感じ取り、使用者に違和感を与えると共に、筐体内に設置されている他の電子部品等に悪影響を与える恐れがある。
そこで、特許文献１には、筐体から露出する放熱部材を設置することによって、筐体の内部の熱量を外部に放熱する技術が提案されている。
特開２００５−２５２４２２号公報

しかしながら、特許文献１のように、筐体から露出する放熱部材を設置した場合には、筐体内部の熱量を外部空間に放熱できるものの、放熱部材の温度上昇が著しくなり、使用者に違和感を与ええることを回避することができない。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、使用者に違和感を与えることなく温度上昇による不良の発生を抑止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の携帯電子機器は、本体を構成する筐体内に、駆動に伴って発熱する発熱部品を有すると共に、上記本体を構成する筐体に着脱可能に設けられ、かつ上記本体を構成する筐体に装着したときに上記発熱部品へ電力を供給するための電池を備えた電池パックとを有する携帯電子機器であって、上記電池パックには、該電池パックを構成する筐体内に内部空間を有すると共に、該内部空間に放熱面が露出し、上記発熱部品からの熱を放熱するための放熱部材を備えたことを特徴とする。

また、本発明の携帯電子機器においては、上記電池パックには、上記内部空間を含んで上記電池パックを構成する筐体の一端から他端に連通する放熱通路を備え、上記放熱部材の放熱面が上記放熱通路内に露出されているという構成を採用することができる。
なお、このような構成を採用する場合には、上記電池パックが上記本体を構成する筐体に装着されたときに上記放熱通路と連通される連通通路が上記本体を構成する筐体に形成され、上記連通通路の開口部が外部に露出されているという構成を採用することができる。

また、本発明の携帯電子機器においては、上記放熱通路に外気を送風するファンを備えるという構成を採用することができる。
また、このような構成を採用する場合には、上記携帯電子機器が電話機能を有すると共に、少なくとも上記電話機能の使用中に上記ファンを不動作とする制御手段を備えるという構成を採用することができる。

また、本発明の携帯電子機器においては、上記電池が二次電池であるという構成を採用することができる。
また、上記電池が燃料電池であるという構成を採用することもできる。

次に、本発明の電池パックは、駆動に伴って発熱する発熱部品を有する携帯電子機器の本体に対して着脱可能に構成された電池パックであって、該電池パックには、上記発熱部品へ電力を供給するための電池と、内部空間と、上記発熱部品の熱を放熱可能とし、かつ上記内部空間に放熱面が露出するように配された放熱部材とを有することを特徴とする。

次に、本発明の携帯電子機器の制御方法は、電力が供給されることによって発熱する発熱部品が本体を構成する筐体の内部に設置されると共に、電話機能を有する携帯電子機器の制御方法であって、上記電力を供給するための電池を有すると共に上記本体を構成する筐体に着脱可能とされる電池パックと、上記発熱部品の熱を放熱可能とし、かつ、上記電池パックを構成する筐体の内部空間に放熱面が露出されるように上記電池パックに設置される放熱部材と、上記内部空間に外気を送風するファンとを備え、少なくとも上記電話機能の使用中に上記ファンを不動作とすることを特徴とする。

本発明の携帯電子機器及び電池パックによれば、本体を構成する筐体の内部に設置される発熱部品の熱を放熱可能な放熱部材が、その放熱面を電池パックを構成する筐体の内部空間に露出されるように電池パックに設置されている。このため、放熱部材によって発熱部品の熱が放熱されるため、本体を構成する筐体の内部の温度が上昇することを抑止することができる。また、放熱部材の放熱面は、電池パックを構成する筐体の内部空間に露出されているため、放熱部材の放熱面を携帯電子機器の使用者が放熱部材の露出面に触れることを抑止することができる。
したがって、本発明の携帯電子機器によれば、使用者に違和感を与えることなく温度上昇による不良の発生を抑止することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る携帯電子機器、電池パック及び携帯電子機器の制御方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
まず、本発明の携帯電子機器の一例である本実施形態の携帯電話機１０について説明する。
図１は、本実施形態の携帯電話機１０を簡略化して示した斜視図である。また、図２は、携帯電話機１０の断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態の携帯電話機１０は、本体２０と電池パック３０とを備えている。

図１に示すように、本体２０を構成する筐体（以下、本体筐体２１と称する）は中空の略直方体形状とされている。この本体筐体２１の表面２１ａには窓２２が形成されており、この窓２２によって液晶ディスプレイ４０の表示部４１が露出されている。また、本体筐体２１の表面２１ａには複数の操作キー５０が配列されている。なお、図には示していないが、操作キー５０の下側にはマイクロフォンが、窓２２の上側にはスピーカが設置されている。
本体筐体２１の裏面２１ｂ側には、電池パック３０が嵌合可能な溝部２３が形成されている。なお、図２に示すように、溝部２３の深さは電池パック３０の厚さの１／３程度とされている。

本体筐体２１の内部には、メインの回路基板６０とキー基板７０とが収納されている。
メインの回路基板６０には、本実施形態の携帯電話機１０全体の動作を制御するＣＰＵや、アナログテレビ放送及び／又は地上はデジタル放送を受信可能な受信モジュールや、外部との無線通信が可能な通信部や、液晶ディスプレイ４０の制御を行う画像処理部や、スピーカやマイクロフォンの制御を行う音声処理部等の発熱部品が実装されている。なお、図２には、これらの複数の発熱部品のうち受信モジュール６１のみを図示している。図２に示すように、受信モジュール６１の下方は、上記溝部２３の内壁面の一部に形成された窓２４によって開放されている。すなわち、受信モジュール６１は溝部２３内に露出された状態となっている。
また、メインの回路基板６０には、電池パック３０との導通を確保するための一対の接続端子６２，６３と、電池パック３０の状態を検出するための接続端子６４と、電池パック３０の種類を検出するための接続端子６５とが形成されている。なお、図２においては、これらの接続端子６２〜６５は重ねて図示されている。これらの接続端子６２〜６５の下方は、上記溝部２３の内壁面の一部に形成された窓２５によって開放されている。すなわち、接続端子６２〜６５は溝部２３内に露出された状態となっている。
なお、メインの回路基板６０には、受信モジュール６１の温度を検出するための温度センサ１１０（図５参照）や液晶ディスプレイ４０等も設置されている。

各操作キー５０は、図２に示すように本体筐体２１の内部に設置された弾性を有するキーシート８０によって支持されている。そして、このキーシート８０の下方に、不図示の支持部によって本体筐体２１の内部に支持されるキー基板７０が設置されている。キー基板７０には各操作キー５０に対応するスイッチが形成されており、各操作キー５０が操作されることによってキーシート８０を介して各スイッチが駆動される。なお、キー基板７０とメインの回路基板６０とは、不図示のフレキシブル配線基板等によって接続されており、キー基板７０のスイッチが駆動されることによる電気信号がメインの回路基板６０に伝達される。

電池パック３０を構成する筐体（以下、電池パック筐体３１と称する）は、本体筐体２１に形成された溝部２３に脱着可能な略直方体形状をしており、その厚さが溝部２３の深さの２倍程度となっている。図３は、電池パック３０の上面図である。この図に示すように、電池パック３０の上面には、ヒートシンク１（放熱部材）の上面２と、メインの回路基板６０に形成された接続端子６２〜６５と導通するための接続端子３６１〜３６４が露出されている。

電池パック筐体３１の内部は、上部領域３２と下部領域３３とに分けられており、上部領域３２に燃料タンク３４、燃料電池３５及び電源回路３６が設置されている。
そして、電池パック３０を本体筐体２１の溝部２３に装着すると、本体筐体２１の裏面２１ｂより電池パック３０の下部領域３３が突出するようになっている。
燃料タンク３４は、一端部に外部から燃料タンク内に燃料を供給するための燃料供給口３７が接続され、他端部に燃料電池３５が接続されている。なお、燃料供給口３７内には不図示の逆流防止弁が設けられており、燃料タンク３４内に供給された燃料が外部に漏れることを防止するようになっている。
燃料電池３５は、一端部に燃料タンク３４が接続され、他端部に電源回路３６が接続されている。また、燃料電池３５には、外気を取り込むための吸気口３８が接続されている。
電源回路３６は、一端部に燃料電池３５が接続され、他端部に接続端子３６１〜３６４（図４参照）が接続されている。
そして、燃料タンク３４に燃料供給口３７を介して燃料（例えばメタノール溶液）が供給され、燃料タンク３４から燃料電池３５に燃料が供給されると、燃料電池３５において、供給された燃料と吸気口３８から取り込まれた外気とを利用して電力が生成される。そして、この電力は電源回路３６によって整流される。なお、燃料電池３５において電力が生成されると、それに伴って水が発生する。この水は、例えば、不図示の貯留タンクに貯留される。

また、電池パック筐体３１の上部領域３２には、ヒートシンク１（放熱部材）が設置されている。ヒートシンク１は、電池パック３０が本体筐体２１に装着された場合に、その上面２が受信モジュール６１と当接するように設置されている。また、ヒートシンク１の下面３（放熱面）は、電池パック筐体３１の下部領域３３に形成された放熱通路３９の内部に露出されている。また、ヒートシンク１の下面３には、複数のフィン４が形成されている。

放熱通路３９は、電池パック筐体３１の一端３１１から他端３１２に貫通している。この放熱通路３９は、上記のように電池パック筐体３１の下部領域３３に形成されている。このため、図４に示すように、電池パック３０が本体筐体２１に装着された場合であっても、放熱通路３９の開口部３９１，３９２は外部に対して露出された状態となる。

また、放熱通路３９の開口部３９１側内部には、ファン５が設置されている。このファン５は、放熱通路３９内に送風するためのものであり、配線６を介して電源回路３６と接続されている。なお、ファン５は、電池パック３０が本体筐体２１に装着された場合に、メインの回路基板６０上に実装されたＣＰＵによって制御可能となるように、電池パック３０が本体筐体２１に装着された場合にＣＰＵと導通されるようになっている。

図５は、本実施形態の携帯電話機１０の制御系の機能構成を示したブロック図である。この図に示すように、本実施形態の携帯電話機１０の制御系は、ＣＰＵ１００（制御手段）を中心に構成されており、ＣＰＵ１００に、受信モジュール６１や、通信部６６や、画像処理部６７や、音声処理部６８が接続されている。また、ＣＰＵ１００には、携帯電話機１０の制御に必要なデータやアプリケーションを記憶するメモリ９１やハードディスク９２が接続され、また受信モジュール６１の温度を検出するための温度センサ１１０が接続されている。
なお、図５に示すように、本体２０に電池パック３０が装着された場合には、本体２０の接続端子６２〜６５及び電池パック３０の接続端子３６１〜３６４を介して電池パック３０とＣＰＵ１００とが導通される。また、ＣＰＵ１００とファン５も導通される。

このように構成された本実施形態の携帯電話機１０において、電池パック３０を本体２０に装着すると、図４に示すように、本体２０の接続端子６２〜６５と電池パック３０の接続端子３６１〜３６４とが当接するとともに、受信モジュール６１とヒートシンク１の上面２とが当接される。
このような状態において、電池パック３０から本体２０に電力が供給され、本体２０のメインの回路基板６０に実装された受信モジュール６１に電力が供給される。

そして、携帯電話機１０の機能を動作させると、発熱部品である受信モジュール６１が駆動し、発熱する。このとき、受信モジュール６１とヒートシンク１の上面２とは当接されているため、受信モジュール６１において発熱した熱は、ヒートシンク１の上面２からヒートシンク１の内部に入り込み、その後ヒートシンク１の下面３及び下面３に形成されたフィン４から放熱される。
ヒートシンク１の下面３は、図４に示すように、電池パック３０の下部領域３３に形成された放熱通路３９の内部に露出されている。このため、ヒートシンク１の下面３及び下面３に形成されたフィン４から放熱された熱は、放熱通路３９の内部すなわち電池パック筐体３１の内部に放熱される。

放熱通路３９に放熱された熱は、ファン５が駆動されている場合には、ファン５によって放熱通路３９に送風される外気に乗って外部に放出される。また、ファン５が駆動されない場合であっても、放熱通路３９内部の自然対流に乗って徐々に外部に放出される。このように、受信モジュール６１において発生した熱が外部に放熱される。

このような本実施形態の携帯電話機１０及び電池パック３０によれば、ヒートシンク１を介して受信モジュール６１の熱が外部に放熱されるため、メインの回路基板６０が設置される本体筐体２１内部の温度が上昇することを抑止することができる。また、ヒートシンク１の放熱面（下面３）が、電池パック筐体３１の内部に形成された放熱通路３９内に露出されているため、放熱面を携帯電話機１０の使用者が触れることを抑止することができる。
したがって、本実施形態の携帯電話機１０によれば、使用者に違和感を与えることなく温度上昇による不良の発生を抑止することが可能となる。

また、本実施形態の携帯電話機１０においては、ヒートシンク１の上面２が受信モジュール６１に直接当接される。このため、受信モジュール６１の熱をヒートシンク１に伝熱することができ、効率的に受信モジュール６１の熱を放熱することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ヒートシンク１の上面２が受信モジュール６１に直接当接されていなくても良い。このような場合であっても、間接的に受信モジュール６１の熱を外部に放熱することができる。なお、間接的に受信モジュール６１の熱をヒートシンク７１に伝える場合、その間にシリコンシートのような伝熱シートを介在させることにより、熱の伝達特性をより高めることができる。

また、本実施形態の携帯電話機１０においては、電池パック筐体３１の一端３１１から他端３１２まで連通された放熱通路３９を電池パック筐体３１の内部に形成し、この放熱通路３９の内部にヒートシンク１の放熱面が露出される構成とし、さらに電池パック３０が本体２０に装着された場合であっても、放熱通路３９の開口部３９１，３９２が外部に露出される構成とした。このため、放熱通路３９の内部に熱が篭ることを抑止し、より効率的に受信モジュール６１の熱を外部まで伝熱することができる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、電池パック筐体３１の内部空間にヒートシンク１の放熱面が露出されていれば、本体筐体２１内部の温度上昇を抑止することができるとともに、使用者が放熱面に触れることを抑止することもできる。

また、本発明の携帯電話機１０においては、放熱通路３９にファン５が設置されているため、ファン５を駆動することによって、放熱通路３９内に送風することができ、より効率的に熱を外部に放熱することが可能となる。

なお、本実施形態の携帯電話機１０においては、電池パック３０が備える電池として長時間の使用が期待されるパッシブ型の燃料電池３５を採用したが、これに限定されるものではなく、他の形態の燃料電池を用いることもできる。また、燃料電池以外に、電池パック３０が備える電池として二次電池を採用することもできる。
また、本体２０には、ヒートシンク１、放熱通路３９及びファン５等を備えない通常の電池パックを着脱可能な構成とすることが好ましい。このような構成を採用することによって、本体２０が通常の電池パックから電力を得ることも可能となる。また、このような場合には、ヒートシンク１が携帯電話機１０から取り外された状態となるため、携帯電話機を軽量化及び小型化することが可能となる。

次に、図６を参照して、本実施形態の携帯電話機１０の制御方法の一例について説明する。
この図に示すように、ＣＰＵ１００は、まず温度センサ１１０を介して受信モジュール６１の温度を取得し、予めメモリ９１に記憶された所定の閾値Ｔと比較する（ステップＳ１）。なお、ここでの閾値Ｔは、受信モジュール６１の正常な動作が担保される温度範囲の上限を示す値である。

この結果、受信モジュール６１の温度が閾値Ｔを越えている場合には、ＣＰＵ１００は、本実施形態の携帯電話機が通話中（電話機能の使用中）であるかどうかを判断する（ステップＳ２）。
そして、通話中でない場合には、ＣＰＵ１００はファン５を駆動する（ステップＳ３）。このようにファン５が駆動されると、放熱通路３９内に強制的に空気の流れが形成され、ヒートシンク１からの放熱が促進される。その後、再びステップＳ１に戻る。
一方、通話中である場合には、ＣＰＵ１００は、ファン５が駆動されている場合にはファン５を不動作とした上（ステップＳ４）で、受信モジュール６１の動作を制限することによって受信モジュール６１の発熱量を低減させる（ステップＳ５）。具体的には、受信モジュール６１の機能の一部あるいは全部を停止することによって受信モジュール６１の発熱量を低減させる。その後、再びステップＳ１に戻る。

さて、受信モジュール６１の温度が閾値Ｔを越えていない場合には（ステップＳ１）、ＣＰＵ１００は、受信モジュール６１の動作が制限されている場合にはその制限を解除した上（ステップＳ６）で、ファン５が駆動されている場合にはファン５を不動作とした上（ステップＳ７）で再びステップＳ１に戻る。

このような本実施形態の携帯電話機の制御方法によれば、受信モジュール６１が正常な動作が担保される温度範囲の上限Ｔを越えている場合にファン５が駆動されて、受信モジュール６１が急速冷却される。
しかしながら、本実施形態の携帯電話機の制御方法においては、受信モジュール６１が正常な動作が担保される温度範囲の上限Ｔを越えている場合であっても、通話中である場合には、ファン５は駆動されず、受信モジュール６１の動作制限によって、受信モジュール６１の温度上昇を抑止する。したがって、通話中にファン５が駆動され、ファン５の駆動音によって通話が妨げられることを防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図７は、本実施形態の携帯電話機２００の概略構成を示した断面図である。この図に示すように、本実施形態の携帯電話機２００においては、電池パック３０が嵌合される溝部２３の深さが電池パック３０の厚さと同程度とされている。
そして、溝部２３の壁部すなわち本体筐体２１に、溝部２３の壁面から本体筐体２１の外面まで連通する連通通路３００が形成されている。この連通通路３００は、溝部２３に対して電池パック３０が嵌合された場合に、放熱通路３９の開口部３９１，３９２に符合するように形成されている。
なお、本実施形態の携帯電話機２００においては、電池パック３０にファン５が設置されておらず、連通通路３００にファン５が設置されている。

このような構成を有する本実施形態の携帯電話機２００においても、上記第１実施形態の携帯電話機１０と同様に、ヒートシンク１によって受信モジュール６１の熱が放熱されるとともに、ヒートシンク１の下面３が放熱通路３９の内部に露出されている。このため、上記第１実施形態の携帯電話機１０と同様の効果を奏することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳説したが、具体的な構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更等が可能である。

例えば、上記第１及び第２実施形態においては、ヒートシンク１が受信モジュール６１の熱のみを放熱するものとして説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＰＵや通信部や画像処理部や音声処理部等の発熱部品の熱を放熱するものとすることもできる。このような場合には、各発熱部品の熱を放熱可能とするために、ヒートシンク１の上面を広くする、あるいは複数のヒートシンク１を設置し、核発熱部品とヒートシンク１とが当接されるようにすれば良い。

例えば、上記実施形態においては、本発明の携帯電子機器の一例として携帯電話機を挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、発熱部品を備える携帯電子機器全てに適用することができる。

本発明の第１実施形態である携帯電話機の概略構成を簡略化して示した斜視図である。 本発明の第１実施形態である携帯電話機の概略構成を簡略化して示した断面図である。 本発明の第１実施形態である携帯電話機が備える電池パックの上面図である。 本発明の第１実施形態である携帯電話機の概略構成を簡略化して示した断面図である。 本発明の第１実施形態である携帯電話機の制御系の機能構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態である携帯電話機の制御方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態である携帯電話機の概略構成を簡略化して示した断面図である。

符号の説明

１０、２００……携帯電話機、１……ヒートシンク（放熱部材）、２……上面、３……下面（放熱面）、４……フィン、５……ファン、２０……本体、２１……本体筐体、２３……溝部、３０……電池パック、３１……電池パック筐体、３５……燃料電池、３９……放熱通路、３９１，３９２……開口部、６１……受信モジュール（発熱部品）

Claims (9)

1. 本体を構成する筐体内に、駆動に伴って発熱する発熱部品を有すると共に、前記本体を構成する筐体に着脱可能に設けられ、かつ前記本体を構成する筐体に装着したときに前記発熱部品へ電力を供給するための電池を備えた電池パックとを有する携帯電子機器であって、
   前記電池パックには、該電池パックを構成する筐体内に内部空間を有すると共に、該内部空間に放熱面が露出し、前記発熱部品からの熱を放熱するための放熱部材を備えたことを特徴とする携帯電子機器。
2. 前記電池パックには、前記内部空間を含んで前記電池パックを構成する筐体の一端から他端に連通する放熱通路を備え、前記放熱部材の放熱面が前記放熱通路内に露出されていることを特徴とする請求項１記載の携帯電子機器。
3. 前記電池パックが前記本体を構成する筐体に装着されたときに前記放熱通路と連通される連通通路が前記本体を構成する筐体に形成され、前記連通通路の開口部が外部に露出されていることを特徴とする請求項２記載の携帯電子機器。
4. 前記放熱通路に外気を送風するファンを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の携帯電子機器。
5. 前記携帯電子機器が電話機能を有すると共に、少なくとも前記電話機能の使用中に前記ファンを不動作とする制御手段を備えることを特徴とする請求項４記載の携帯電子機器。
6. 前記電池は二次電池であることを特徴とする請求項１及至５のいずれか１項に記載の携帯電子機器。
7. 前記電池は燃料電池であることを特徴とする請求項１及至５のいずれか１項に記載の携帯電子機器。
8. 駆動に伴って発熱する発熱部品を有する携帯電子機器の本体に対して着脱可能に構成された電池パックであって、
   該電池パックには、前記発熱部品へ電力を供給するための電池と、内部空間と、前記発熱部品の熱を放熱可能とし、かつ前記内部空間に放熱面が露出するように配された放熱部材とを有することを特徴とする電池パック。
9. 電力が供給されることによって発熱する発熱部品が本体を構成する筐体の内部に設置されると共に、電話機能を有する携帯電子機器の制御方法であって、
   前記電力を供給するための電池を有すると共に前記本体を構成する筐体に着脱可能とされる電池パックと、
   前記発熱部品の熱を放熱可能とし、かつ、前記電池パックを構成する筐体の内部空間に放熱面が露出されるように前記電池パックに設置される放熱部材と、
   前記内部空間に外気を送風するファンとを備え、
   少なくとも前記電話機能の使用中に前記ファンを不動作とすることを特徴とする携帯電子機器の制御方法。
   
   
   
   

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